中折れ式親子シールド
【課題】中折れ機構を親子共用にでき、かつ、急旋回できる中折れ式親子シールドを提供する。
【解決手段】大口径の前胴３内に小口径の前胴５を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴７を発進可能に設け、これら小口径の前胴５と後胴７とを中折れ自在に連結し、大口径の後胴６に推進ジャッキ２５、２６を、小口径の前胴５の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールド１であって、上記推進ジャッキ２５のうち、少なくとも一部の推進ジャッキ２５が、複数段に伸縮するジャッキ２５からなるものとした。
【解決手段】大口径の前胴３内に小口径の前胴５を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴７を発進可能に設け、これら小口径の前胴５と後胴７とを中折れ自在に連結し、大口径の後胴６に推進ジャッキ２５、２６を、小口径の前胴５の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールド１であって、上記推進ジャッキ２５のうち、少なくとも一部の推進ジャッキ２５が、複数段に伸縮するジャッキ２５からなるものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中折れ機構を備えた中折れ式親子シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
中折れ式親子シールドとしては、特許文献１、２記載のものが知られている。これらの中折れ式親子シールドは、親シールドの前胴と後胴とが中折れ機構によって屈曲可能に接続され、子シールドの前胴と後胴とが別の中折れ機構によって屈曲可能に接続されている。
【０００３】
ところで、中折れ機構は、前胴と後胴とを屈曲可能に接続するのみならず、前胴と後胴との間を土圧に対抗して止水するものであるため、精度良く製造する必要がある。このため、中折れ機構は高価であり、中折れ機構を二重に備える中折れ式親子シールドも高価なものになるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明者らはかかる問題を解決すべく中折れ機構を親子共用とした中折れ式親子シールドを現在開発中（未公開）である。図８に示すように、この中折れ式親子シールド５０は、大口径の前胴５１内に小口径の前胴５２を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴５３内に小口径の後胴５４を発進可能に設け、これら小口径の前胴５２と後胴５４とを中折れ機構５５を介して中折れ自在に連結し、大口径の後胴５３に推進ジャッキ５６を、小口径の前胴５２の外周を囲むように前方に延出して設けるものである。これによれば、高価な中折れ機構５５を１つに減らすことができ、中折れ式親子シールド５０を安価に提供できる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６０５８８７号公報
【特許文献２】特許第２６４７３５６号公報
【特許文献３】特公平２−５１０３８号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、小口径の前胴５２の外周に後胴５３側から推進ジャッキ５６が延出されるものであるため、中折れ機構５５を屈曲させて旋回するとき推進ジャッキ５６乃至推進ジャッキ５６を収容する後胴５３の延出部５７が小口径の前胴５２に干渉してしまい、急旋回できないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、中折れ機構を親子共用にでき、かつ、急旋回できる中折れ式親子シールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、大口径の前胴内に小口径の前胴を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴を発進可能に設け、これら小口径の前胴と後胴とを中折れ自在に連結し、上記大口径の後胴に推進ジャッキを、小口径の前胴の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールドであって、上記推進ジャッキのうち、少なくとも一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなるものである。
【０００９】
上記推進ジャッキのうち、一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなると共に軸方向挿入型のキーセグメントを受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキが、単段に伸縮するジャッキからなると共に上記複数段に伸縮するジャッキより上記キーセグメントの受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられるものとしてもよい。
【００１０】
上記大口径の後胴には、上記推進ジャッキを収容すべく前方に延出する延出部が形成されるとよい。
【００１１】
上記大口径の前胴と後胴とは、前後に離間して配置され、上記小口径の前胴と後胴とを連結する中折れ機構が、親子共用とされるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中折れ機構を親子共用にでき、かつ、急旋回させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、中折れ式親子シールド１は、親シールド２を構成する大口径の親機側前胴３と、親機側前胴３内に発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設けられ子シールド４を構成する小口径の子機側前胴５と、親シールド２を構成する大口径の親機側後胴６と、親機側後胴６内に発進可能に設けられ子シールド４を構成する小口径の子機側後胴７と、子機側前胴５と子機側後胴７を中折れ自在に連結する中折れ機構８とを備えて構成されている。
【００１５】
親機側前胴３は、子機側前胴５を挿通させる内筒部９と、内筒部９の外周側に同軸上に配置された外筒部１０と、内筒部９と外筒部１０の両端に設けられこれらの間を塞ぐリング板状のフレーム部材１１とを備えて構成されている。
【００１６】
子機側前胴５は、親機側前胴３より軸方向に長く形成された筒状のシールドフレーム１２と、シールドフレーム１２の前端を塞ぐ隔壁１３とを備えて構成されている。シールドフレーム１２は、前胴固定装置１４を介して親機側前胴３の内筒部９に取り外し可能に固定されるようになっている。具体的には、前胴固定装置１４は、シールドフレーム１２に設けられる第１ナット１５と、内筒部９に設けられる第２ナット１６と、これら第１ナット１５と第２ナット１６に螺合されるボルト１７とを備えて構成されている。また、子機側前胴５には、前方の土砂を掘削するための子機側カッタ１８が回転自在又は揺動自在に設けられている。子機側カッタ１８は、子機側前胴５より若干大きな径に形成されている。子機側カッタ１８には、親機側前胴３の前方を掘削するためのリング状の親機側カッタ１９が取り外し可能に設けられている。また、隔壁１３には親子共通の排土装置２０が設けられており、親機側カッタ１９及び子機側カッタ１８と隔壁１３との間に形成されるカッタ室２１内の土砂を取り込んで後方に排出するようになっている。
【００１７】
子機側後胴７は、子機側前胴５と略同径に形成されると共に前後に分割されており、親シールド２と一体に掘進するとき、前部２２のみが子機側前胴５の後端に中折れ機構８を介して連結されるようになっている。これにより、後述する親機側後胴６内にエレクタ２３を設置するための空間を形成し、セグメント３１、３６の組立作業が行なえるようになっている。子機側後胴７の後部（図示せず）は、親シールド２のエレクタ２３を解体し、親シールド２から子シールド４を発進させるとき、子機側後胴７の前部２２に取り付けられるようになっている。
【００１８】
親機側後胴６は、親機側前胴３と略同径に形成され子機側後胴７を挿入させる後胴本体部２４と、後胴本体部２４に前方に延出して設けられ推進ジャッキ２５、２６を収容する延出部２７とを備えて構成されており、親機側前胴３の後方に離間して配置される。
【００１９】
延出部２７は、後胴本体部２４の前端外周部を前方に延出させた形状に形成されており、中折れ機構８と子機側前胴５の外周を間隔を隔てて囲むようになっている。また、延出部２７の後端には、推進ジャッキ２５、２６を取り付けるための取付フレーム２８が環状に設けられている。取付フレーム２８に取り付けられる推進ジャッキ２５、２６は、それぞれシリンダ部２５ａ、２６ａを延出部２７内に収容すると共にロッド部２５ｂ、２６ｂを後方に伸縮自在に延ばして配置されており、ロッド部２５ｂ、２６ｂの後端に設けられたジャッキシュー２９にて既設セグメント３０を後方に押すようになっている。
【００２０】
図１及び図３に示すように、複数の推進ジャッキ２５、２６のうち、一部の推進ジャッキ２５は２段以上の複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなり、他の推進ジャッキ２６は単段に伸縮する単段ジャッキ２６からなる。多段ジャッキ２５は、前方への延出長さを抑えるために採用するものであり、既設セグメント３０との間に図４に示す軸方向挿入型のキーセグメント３１を受け入れられるように既設セグメント３０から離間して設けられている。ここに軸方向挿入型のキーセグメント３１とは、セグメントをリング状に組み立てるとき、最後に組み立てるセグメントであり、後方に向かうにつれて周長が短くなるように周方向の端部を傾斜させて形成されている。このため、キーセグメント３１は、推進ジャッキ２５と既設セグメント３０との間に挿入するとき既設セグメント３０から前方に十分離間させる必要があり、このためにキーセグメント３１を受け入れる推進ジャッキ２６については既設セグメント３０から前方に離間して設ける必要がある。単段ジャッキ２６は、キーセグメント３１を受け入れないことを前提として採用するものであり、キーセグメント３１の受け入れ代の分だけ多段ジャッキ２５より後方に位置されている。これにより、単段ジャッキ２６のヘッド位置（前端位置）をキーセグメント３１を受け入れる場合の位置より直接的に既設セグメント３０に近接できると共に、単段ジャッキ２６のストロークをキーセグメント３１の受け入れ代の分だけ短くすることができ、後胴本体部２４から前方に延出する単段ジャッキ２６の長さを相乗的に短くするようになっている。
【００２１】
また、延出部２７は、子機側後胴７に後胴固定装置３２を介して取り外し可能に固定されるようになっている。後胴固定装置３２は前胴固定装置１４と同様であり、それぞれの後胴６、７に設けられるナット１５、１６と、これらナット１５、１６に螺合されるボルト１７とからなる。延出部２７は、前端外周を径方向内方に窄めるように形成されており、旋回掘進するとき外周側の前端を地山側に突出させないようになっている。また、延出部２７外周と親機側前胴３外周との間には、蛇腹状のカバー３３が設けられており、延出部２７の内周側に土砂が入らないようになっている。
【００２２】
中折れ機構８は、球面軸受３４からなる。球面軸受け３４の径方向内側には、子機側前胴５と子機側後胴７を接続する中折れジャッキ３５が周方向に沿って複数配置されており、それぞれ伸縮することで子機側後胴７に対して子機側前胴５を屈曲させるようになっている。
【００２３】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、中折れ式親子シールド１を掘進させる場合、推進ジャッキ２５、２６を伸長させて既設セグメント３０から反力をとりながら、一部の推進ジャッキ２５、２６を縮退させ、この推進ジャッキ２５、２６の位置の既設セグメント３０にセグメント３１、３６を組み立てながら掘進する。
【００２５】
縮退させる推進ジャッキ２５、２６が単段ジャッキ２６である場合、既設セグメント３０に通常セグメント３６を組み立てる。このとき、単段ジャッキ２６は、キーセグメント３１の受け入れ代を省いて後方に位置されているため、キーセグメント３１の受け入れ代を用意する通常の推進ジャッキよりもストロークが短い。このため、通常セグメント３６を受け入れるべく完全に縮退する動作に要する時間と、組み立てた既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させる動作に要する時間とを短くすることができ、掘進速度を高速化できる。
【００２６】
また、縮退させる推進ジャッキ２５、２６が多段ジャッキ２５である場合、既設セグメント３０にキーセグメント３１又は通常セグメント３６を組み立てる。キーセグメント３１を組み立てる場合、図６（ａ）に示すように、多段ジャッキ２５を縮退させて多段ジャッキ２５と既設セグメント３０との間にキーセグメント３１を受け入れるための空間を形成し、図６（ｂ）に示すように、この空間にキーセグメント３１をエレクタ２３の把持部３７を径方向に移動させて挿入し、図６（ｃ）に示すように、エレクタ２３の把持部３７を軸方向後方に移動させてキーセグメント３１の後端面を既設セグメント３０の前端面に突き合わせ、ボルト（図示せず）にて既設セグメント３０にキーセグメント３１を取り付ける。このようにしてキーセグメント３１を組み立てた後は、図６（ｄ）に示すように、多段ジャッキ２５を伸長させ、通常セグメント３６の場合と同様に既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させる。このとき、推進ジャッキの外周側に中折れ機構がない点で従来の中折れ式親子シールド（図示せず）とは相違するため、多段ジャッキ２５と既設セグメント３０の径方向の偏心量を従来の中折れ式親子シールドより減少させることができ、多段ジャッキ２５とジャッキシュー２９を略同軸上に配置できる。このため、一般に偏心に対する強度を得にくい多段ジャッキ２５を安定して用いることができる。既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させた後は、図６（ｅ）に示すように、多段ジャッキ２５を更に伸長させることで既設セグメント３０から推進反力を得ることができる。
【００２７】
図１及び図５に示すように、中折れ式親子シールド１でカーブ施工をする場合、カーブ外周側の推進力が内周側より大きくなるようにそれぞれの推進ジャッキ２５、２６を制御すると共に、カーブ外周側の中折れジャッキ３５をそれぞれ伸長させる。これにより、中折れ機構８のカーブ内周側を中心として前胴３、５と後胴６、７とが屈曲され、親子シールド１の掘進方向を曲げることができる。このとき、子機側前胴５は親機側後胴６の延出部２７に外周を囲まれているが、キーセグメント３１を受け入れる多段ジャッキ２５は従来の単段ジャッキ（図示せず）よりも大幅に軸長を短く形成されており、キーセグメント３１を受け入れない単段ジャッキ２６もキーセグメント３１の受け入れ代を省いた分だけ従来の単段ジャッキよりも後方に位置されると共にストロークを短く形成され、シリンダ部２６ａの軸長を短く形成されているため、延出部２７の軸方向の長さを十分短く形成することができる。このため、中折れ時に子機側前胴５と延出部２７が互いに干渉するのを防ぐことができ、後胴６、７に対して前胴３、５を十分な角度屈曲させることができ、親子シールド１を急旋回させることができる。
【００２８】
このように、推進ジャッキ２５、２６のうち、一部の推進ジャッキ２５が、前方への延出長さを抑えるべく複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなると共に軸方向挿入型のキーセグメント３１を受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキ２６が、単段に伸縮する単段ジャッキ２６からなると共に多段ジャッキ２５よりキーセグメント３１の受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられるものとしたため、子機側前胴５の外周側に配置される推進ジャッキ２５、２６の前方への延出長さを短く抑えることができ、中折れ機構８を親子共用にした中折れ式親子シールド１であっても急旋回させることができる。また、一般に多段ジャッキ２５は単段ジャッキ２６よりも高価であるため、多段ジャッキ２５の使用箇所を限定することで製造コストの上昇を抑えることができる。
【００２９】
また、親機側後胴６には、推進ジャッキ２５、２６を収容すべく前方に延出する延出部２７が形成されるものとしたため、周囲の土砂から推進ジャッキ２５、２６を守ることができると共に、推進ジャッキ２５、２６の回収を容易にできる。
【００３０】
なお、多段ジャッキ２５を親機側後胴６の上部に配置するものとしたが、これに限るものではなく、いずれの位置に配置してもよい。この場合、多段ジャッキ２５を配置した位置にキーセグメント３１を組み立てるとよい。
【００３１】
また、急旋回する必要がない方向が予め分かっている場合、その旋回方向内側に位置される推進ジャッキについては上述の旧型開発機の推進ジャッキ５６（図８参照）をそのまま用いるものとしてもよい。この推進ジャッキ５６と既設セグメント３０との間に従来と同様にキーセグメント３１を受け入れることができる。
【００３２】
また、親シールド２と子シールド４とで中折れ機構８を共用する中折れ式親子シールド１について述べたが、これに限るものではなく、親シールドと子シールドとのそれぞれが中折れ機構を備えたものであってもよい。
【００３３】
他の実施の形態について述べる。
【００３４】
図７に示す中折れ式親子シールド４０は、上述の中折れ式親子シールド１の推進ジャッキ２５、２６と、延出部２７に変更を加えたものである。上述と同様の構成については説明を省き同符号を付す。
【００３５】
推進ジャッキ２５は、全て上述の多段ジャッキ２５からなり、前後方向の位置も全て上述の多段ジャッキ２５と同じとなっている。また、延出部４１は、多段ジャッキ２５の前方への延出長さに合わせた長さとなっている。
【００３６】
このように、推進ジャッキ２５が、前方への延出長さを抑えるべく複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなるものとしても、上述の実施の形態と同様に急旋回させることができる。また、単段ジャッキ２６よりも軸方向の長さを短くするのが容易であり、上述の中折れ式親子シールド１よりさらに延出部４１の軸方向長さを短くでき、中折れ式親子シールド４０をさらに急旋回させることができる。
【００３７】
なお、延出部４１が推進ジャッキ２５を周囲の土砂から守り、推進ジャッキ２５の回収を容易にする点は、上述の実施の形態と同様である。ただし、延出部２７、４１を設けず、推進ジャッキ２５、２６のシリンダ部２５ａ、２６ａを地中に露出するものとしても中折れ式親子シールドを構成できるのは勿論である。この場合、後胴本体部２４と子機側後胴７を後胴固定装置３２で固定するとよい。また、延出部２７、４０に代えて親機側後胴６に推進ジャッキ２５、２６を保護するためのカバー（図示せず）を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す中折れ式親子シールドの側面断面図である。
【図２】図１の平面断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】軸方向挿入型のキーセグメントの概略説明図である。
【図５】カーブ施工時の中折れ式親子シールドの平面断面図である。
【図６】キーセグメントの組み立て手順を説明する説明図であり、（ａ）は多段ジャッキを縮退させた状態を示し、（ｂ）は多段ジャッキと既設セグメントの間にセグメントを挿入した状態を示し、（ｃ）はセグメントを既設セグメントに取り付けた状態を示し、（ｄ）は既設セグメントにジャッキシューを当接させた状態を示し、（ｅ）は多段ジャッキを伸長させて既設セグメントから推進反力をとっている状態を示す。
【図７】他の実施の形態を示すカーブ施工時の中折れ式親子シールドの平面断面図である。
【図８】本発明が開発した旧型の中折れ式親子シールド（未公開）の平面断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 中折れ式親子シールド
３ 親機側前胴
５ 子機側前胴
６ 親機側後胴
７ 子機側後胴
２５ 多段ジャッキ（推進ジャッキ）
２６ 単段ジャッキ（推進ジャッキ）
２７ 延出部
３１ キーセグメント
４０ 中折れ式親子シールド
４１ 延出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中折れ機構を備えた中折れ式親子シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
中折れ式親子シールドとしては、特許文献１、２記載のものが知られている。これらの中折れ式親子シールドは、親シールドの前胴と後胴とが中折れ機構によって屈曲可能に接続され、子シールドの前胴と後胴とが別の中折れ機構によって屈曲可能に接続されている。
【０００３】
ところで、中折れ機構は、前胴と後胴とを屈曲可能に接続するのみならず、前胴と後胴との間を土圧に対抗して止水するものであるため、精度良く製造する必要がある。このため、中折れ機構は高価であり、中折れ機構を二重に備える中折れ式親子シールドも高価なものになるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明者らはかかる問題を解決すべく中折れ機構を親子共用とした中折れ式親子シールドを現在開発中（未公開）である。図８に示すように、この中折れ式親子シールド５０は、大口径の前胴５１内に小口径の前胴５２を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴５３内に小口径の後胴５４を発進可能に設け、これら小口径の前胴５２と後胴５４とを中折れ機構５５を介して中折れ自在に連結し、大口径の後胴５３に推進ジャッキ５６を、小口径の前胴５２の外周を囲むように前方に延出して設けるものである。これによれば、高価な中折れ機構５５を１つに減らすことができ、中折れ式親子シールド５０を安価に提供できる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６０５８８７号公報
【特許文献２】特許第２６４７３５６号公報
【特許文献３】特公平２−５１０３８号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、小口径の前胴５２の外周に後胴５３側から推進ジャッキ５６が延出されるものであるため、中折れ機構５５を屈曲させて旋回するとき推進ジャッキ５６乃至推進ジャッキ５６を収容する後胴５３の延出部５７が小口径の前胴５２に干渉してしまい、急旋回できないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、中折れ機構を親子共用にでき、かつ、急旋回できる中折れ式親子シールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、大口径の前胴内に小口径の前胴を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴を発進可能に設け、これら小口径の前胴と後胴とを中折れ自在に連結し、上記大口径の後胴に推進ジャッキを、小口径の前胴の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールドであって、上記推進ジャッキのうち、少なくとも一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなるものである。
【０００９】
上記推進ジャッキのうち、一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなると共に軸方向挿入型のキーセグメントを受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキが、単段に伸縮するジャッキからなると共に上記複数段に伸縮するジャッキより上記キーセグメントの受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられるものとしてもよい。
【００１０】
上記大口径の後胴には、上記推進ジャッキを収容すべく前方に延出する延出部が形成されるとよい。
【００１１】
上記大口径の前胴と後胴とは、前後に離間して配置され、上記小口径の前胴と後胴とを連結する中折れ機構が、親子共用とされるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中折れ機構を親子共用にでき、かつ、急旋回させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、中折れ式親子シールド１は、親シールド２を構成する大口径の親機側前胴３と、親機側前胴３内に発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設けられ子シールド４を構成する小口径の子機側前胴５と、親シールド２を構成する大口径の親機側後胴６と、親機側後胴６内に発進可能に設けられ子シールド４を構成する小口径の子機側後胴７と、子機側前胴５と子機側後胴７を中折れ自在に連結する中折れ機構８とを備えて構成されている。
【００１５】
親機側前胴３は、子機側前胴５を挿通させる内筒部９と、内筒部９の外周側に同軸上に配置された外筒部１０と、内筒部９と外筒部１０の両端に設けられこれらの間を塞ぐリング板状のフレーム部材１１とを備えて構成されている。
【００１６】
子機側前胴５は、親機側前胴３より軸方向に長く形成された筒状のシールドフレーム１２と、シールドフレーム１２の前端を塞ぐ隔壁１３とを備えて構成されている。シールドフレーム１２は、前胴固定装置１４を介して親機側前胴３の内筒部９に取り外し可能に固定されるようになっている。具体的には、前胴固定装置１４は、シールドフレーム１２に設けられる第１ナット１５と、内筒部９に設けられる第２ナット１６と、これら第１ナット１５と第２ナット１６に螺合されるボルト１７とを備えて構成されている。また、子機側前胴５には、前方の土砂を掘削するための子機側カッタ１８が回転自在又は揺動自在に設けられている。子機側カッタ１８は、子機側前胴５より若干大きな径に形成されている。子機側カッタ１８には、親機側前胴３の前方を掘削するためのリング状の親機側カッタ１９が取り外し可能に設けられている。また、隔壁１３には親子共通の排土装置２０が設けられており、親機側カッタ１９及び子機側カッタ１８と隔壁１３との間に形成されるカッタ室２１内の土砂を取り込んで後方に排出するようになっている。
【００１７】
子機側後胴７は、子機側前胴５と略同径に形成されると共に前後に分割されており、親シールド２と一体に掘進するとき、前部２２のみが子機側前胴５の後端に中折れ機構８を介して連結されるようになっている。これにより、後述する親機側後胴６内にエレクタ２３を設置するための空間を形成し、セグメント３１、３６の組立作業が行なえるようになっている。子機側後胴７の後部（図示せず）は、親シールド２のエレクタ２３を解体し、親シールド２から子シールド４を発進させるとき、子機側後胴７の前部２２に取り付けられるようになっている。
【００１８】
親機側後胴６は、親機側前胴３と略同径に形成され子機側後胴７を挿入させる後胴本体部２４と、後胴本体部２４に前方に延出して設けられ推進ジャッキ２５、２６を収容する延出部２７とを備えて構成されており、親機側前胴３の後方に離間して配置される。
【００１９】
延出部２７は、後胴本体部２４の前端外周部を前方に延出させた形状に形成されており、中折れ機構８と子機側前胴５の外周を間隔を隔てて囲むようになっている。また、延出部２７の後端には、推進ジャッキ２５、２６を取り付けるための取付フレーム２８が環状に設けられている。取付フレーム２８に取り付けられる推進ジャッキ２５、２６は、それぞれシリンダ部２５ａ、２６ａを延出部２７内に収容すると共にロッド部２５ｂ、２６ｂを後方に伸縮自在に延ばして配置されており、ロッド部２５ｂ、２６ｂの後端に設けられたジャッキシュー２９にて既設セグメント３０を後方に押すようになっている。
【００２０】
図１及び図３に示すように、複数の推進ジャッキ２５、２６のうち、一部の推進ジャッキ２５は２段以上の複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなり、他の推進ジャッキ２６は単段に伸縮する単段ジャッキ２６からなる。多段ジャッキ２５は、前方への延出長さを抑えるために採用するものであり、既設セグメント３０との間に図４に示す軸方向挿入型のキーセグメント３１を受け入れられるように既設セグメント３０から離間して設けられている。ここに軸方向挿入型のキーセグメント３１とは、セグメントをリング状に組み立てるとき、最後に組み立てるセグメントであり、後方に向かうにつれて周長が短くなるように周方向の端部を傾斜させて形成されている。このため、キーセグメント３１は、推進ジャッキ２５と既設セグメント３０との間に挿入するとき既設セグメント３０から前方に十分離間させる必要があり、このためにキーセグメント３１を受け入れる推進ジャッキ２６については既設セグメント３０から前方に離間して設ける必要がある。単段ジャッキ２６は、キーセグメント３１を受け入れないことを前提として採用するものであり、キーセグメント３１の受け入れ代の分だけ多段ジャッキ２５より後方に位置されている。これにより、単段ジャッキ２６のヘッド位置（前端位置）をキーセグメント３１を受け入れる場合の位置より直接的に既設セグメント３０に近接できると共に、単段ジャッキ２６のストロークをキーセグメント３１の受け入れ代の分だけ短くすることができ、後胴本体部２４から前方に延出する単段ジャッキ２６の長さを相乗的に短くするようになっている。
【００２１】
また、延出部２７は、子機側後胴７に後胴固定装置３２を介して取り外し可能に固定されるようになっている。後胴固定装置３２は前胴固定装置１４と同様であり、それぞれの後胴６、７に設けられるナット１５、１６と、これらナット１５、１６に螺合されるボルト１７とからなる。延出部２７は、前端外周を径方向内方に窄めるように形成されており、旋回掘進するとき外周側の前端を地山側に突出させないようになっている。また、延出部２７外周と親機側前胴３外周との間には、蛇腹状のカバー３３が設けられており、延出部２７の内周側に土砂が入らないようになっている。
【００２２】
中折れ機構８は、球面軸受３４からなる。球面軸受け３４の径方向内側には、子機側前胴５と子機側後胴７を接続する中折れジャッキ３５が周方向に沿って複数配置されており、それぞれ伸縮することで子機側後胴７に対して子機側前胴５を屈曲させるようになっている。
【００２３】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、中折れ式親子シールド１を掘進させる場合、推進ジャッキ２５、２６を伸長させて既設セグメント３０から反力をとりながら、一部の推進ジャッキ２５、２６を縮退させ、この推進ジャッキ２５、２６の位置の既設セグメント３０にセグメント３１、３６を組み立てながら掘進する。
【００２５】
縮退させる推進ジャッキ２５、２６が単段ジャッキ２６である場合、既設セグメント３０に通常セグメント３６を組み立てる。このとき、単段ジャッキ２６は、キーセグメント３１の受け入れ代を省いて後方に位置されているため、キーセグメント３１の受け入れ代を用意する通常の推進ジャッキよりもストロークが短い。このため、通常セグメント３６を受け入れるべく完全に縮退する動作に要する時間と、組み立てた既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させる動作に要する時間とを短くすることができ、掘進速度を高速化できる。
【００２６】
また、縮退させる推進ジャッキ２５、２６が多段ジャッキ２５である場合、既設セグメント３０にキーセグメント３１又は通常セグメント３６を組み立てる。キーセグメント３１を組み立てる場合、図６（ａ）に示すように、多段ジャッキ２５を縮退させて多段ジャッキ２５と既設セグメント３０との間にキーセグメント３１を受け入れるための空間を形成し、図６（ｂ）に示すように、この空間にキーセグメント３１をエレクタ２３の把持部３７を径方向に移動させて挿入し、図６（ｃ）に示すように、エレクタ２３の把持部３７を軸方向後方に移動させてキーセグメント３１の後端面を既設セグメント３０の前端面に突き合わせ、ボルト（図示せず）にて既設セグメント３０にキーセグメント３１を取り付ける。このようにしてキーセグメント３１を組み立てた後は、図６（ｄ）に示すように、多段ジャッキ２５を伸長させ、通常セグメント３６の場合と同様に既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させる。このとき、推進ジャッキの外周側に中折れ機構がない点で従来の中折れ式親子シールド（図示せず）とは相違するため、多段ジャッキ２５と既設セグメント３０の径方向の偏心量を従来の中折れ式親子シールドより減少させることができ、多段ジャッキ２５とジャッキシュー２９を略同軸上に配置できる。このため、一般に偏心に対する強度を得にくい多段ジャッキ２５を安定して用いることができる。既設セグメント３０にジャッキシュー２９を当接させた後は、図６（ｅ）に示すように、多段ジャッキ２５を更に伸長させることで既設セグメント３０から推進反力を得ることができる。
【００２７】
図１及び図５に示すように、中折れ式親子シールド１でカーブ施工をする場合、カーブ外周側の推進力が内周側より大きくなるようにそれぞれの推進ジャッキ２５、２６を制御すると共に、カーブ外周側の中折れジャッキ３５をそれぞれ伸長させる。これにより、中折れ機構８のカーブ内周側を中心として前胴３、５と後胴６、７とが屈曲され、親子シールド１の掘進方向を曲げることができる。このとき、子機側前胴５は親機側後胴６の延出部２７に外周を囲まれているが、キーセグメント３１を受け入れる多段ジャッキ２５は従来の単段ジャッキ（図示せず）よりも大幅に軸長を短く形成されており、キーセグメント３１を受け入れない単段ジャッキ２６もキーセグメント３１の受け入れ代を省いた分だけ従来の単段ジャッキよりも後方に位置されると共にストロークを短く形成され、シリンダ部２６ａの軸長を短く形成されているため、延出部２７の軸方向の長さを十分短く形成することができる。このため、中折れ時に子機側前胴５と延出部２７が互いに干渉するのを防ぐことができ、後胴６、７に対して前胴３、５を十分な角度屈曲させることができ、親子シールド１を急旋回させることができる。
【００２８】
このように、推進ジャッキ２５、２６のうち、一部の推進ジャッキ２５が、前方への延出長さを抑えるべく複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなると共に軸方向挿入型のキーセグメント３１を受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキ２６が、単段に伸縮する単段ジャッキ２６からなると共に多段ジャッキ２５よりキーセグメント３１の受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられるものとしたため、子機側前胴５の外周側に配置される推進ジャッキ２５、２６の前方への延出長さを短く抑えることができ、中折れ機構８を親子共用にした中折れ式親子シールド１であっても急旋回させることができる。また、一般に多段ジャッキ２５は単段ジャッキ２６よりも高価であるため、多段ジャッキ２５の使用箇所を限定することで製造コストの上昇を抑えることができる。
【００２９】
また、親機側後胴６には、推進ジャッキ２５、２６を収容すべく前方に延出する延出部２７が形成されるものとしたため、周囲の土砂から推進ジャッキ２５、２６を守ることができると共に、推進ジャッキ２５、２６の回収を容易にできる。
【００３０】
なお、多段ジャッキ２５を親機側後胴６の上部に配置するものとしたが、これに限るものではなく、いずれの位置に配置してもよい。この場合、多段ジャッキ２５を配置した位置にキーセグメント３１を組み立てるとよい。
【００３１】
また、急旋回する必要がない方向が予め分かっている場合、その旋回方向内側に位置される推進ジャッキについては上述の旧型開発機の推進ジャッキ５６（図８参照）をそのまま用いるものとしてもよい。この推進ジャッキ５６と既設セグメント３０との間に従来と同様にキーセグメント３１を受け入れることができる。
【００３２】
また、親シールド２と子シールド４とで中折れ機構８を共用する中折れ式親子シールド１について述べたが、これに限るものではなく、親シールドと子シールドとのそれぞれが中折れ機構を備えたものであってもよい。
【００３３】
他の実施の形態について述べる。
【００３４】
図７に示す中折れ式親子シールド４０は、上述の中折れ式親子シールド１の推進ジャッキ２５、２６と、延出部２７に変更を加えたものである。上述と同様の構成については説明を省き同符号を付す。
【００３５】
推進ジャッキ２５は、全て上述の多段ジャッキ２５からなり、前後方向の位置も全て上述の多段ジャッキ２５と同じとなっている。また、延出部４１は、多段ジャッキ２５の前方への延出長さに合わせた長さとなっている。
【００３６】
このように、推進ジャッキ２５が、前方への延出長さを抑えるべく複数段に伸縮するテレスコピック状の多段ジャッキ２５からなるものとしても、上述の実施の形態と同様に急旋回させることができる。また、単段ジャッキ２６よりも軸方向の長さを短くするのが容易であり、上述の中折れ式親子シールド１よりさらに延出部４１の軸方向長さを短くでき、中折れ式親子シールド４０をさらに急旋回させることができる。
【００３７】
なお、延出部４１が推進ジャッキ２５を周囲の土砂から守り、推進ジャッキ２５の回収を容易にする点は、上述の実施の形態と同様である。ただし、延出部２７、４１を設けず、推進ジャッキ２５、２６のシリンダ部２５ａ、２６ａを地中に露出するものとしても中折れ式親子シールドを構成できるのは勿論である。この場合、後胴本体部２４と子機側後胴７を後胴固定装置３２で固定するとよい。また、延出部２７、４０に代えて親機側後胴６に推進ジャッキ２５、２６を保護するためのカバー（図示せず）を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す中折れ式親子シールドの側面断面図である。
【図２】図１の平面断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】軸方向挿入型のキーセグメントの概略説明図である。
【図５】カーブ施工時の中折れ式親子シールドの平面断面図である。
【図６】キーセグメントの組み立て手順を説明する説明図であり、（ａ）は多段ジャッキを縮退させた状態を示し、（ｂ）は多段ジャッキと既設セグメントの間にセグメントを挿入した状態を示し、（ｃ）はセグメントを既設セグメントに取り付けた状態を示し、（ｄ）は既設セグメントにジャッキシューを当接させた状態を示し、（ｅ）は多段ジャッキを伸長させて既設セグメントから推進反力をとっている状態を示す。
【図７】他の実施の形態を示すカーブ施工時の中折れ式親子シールドの平面断面図である。
【図８】本発明が開発した旧型の中折れ式親子シールド（未公開）の平面断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 中折れ式親子シールド
３ 親機側前胴
５ 子機側前胴
６ 親機側後胴
７ 子機側後胴
２５ 多段ジャッキ（推進ジャッキ）
２６ 単段ジャッキ（推進ジャッキ）
２７ 延出部
３１ キーセグメント
４０ 中折れ式親子シールド
４１ 延出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大口径の前胴内に小口径の前胴を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴を発進可能に設け、これら小口径の前胴と後胴とを中折れ自在に連結し、上記大口径の後胴に推進ジャッキを、小口径の前胴の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールドであって、上記推進ジャッキのうち、少なくとも一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなることを特徴とする中折れ式親子シールド。
【請求項２】
請求項１記載の中折れ式親子シールドにおいて、上記推進ジャッキのうち、一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなると共に軸方向挿入型のキーセグメントを受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキが、単段に伸縮するジャッキからなると共に上記複数段に伸縮するジャッキより上記キーセグメントの受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられることを特徴とする中折れ式親子シールド。
【請求項３】
上記大口径の後胴には、上記推進ジャッキを収容すべく前方に延出する延出部が形成される請求項１又は２記載の中折れ式親子シールド。
【請求項４】
上記大口径の前胴と後胴とは、前後に離間して配置され、上記小口径の前胴と後胴とを連結する中折れ機構が、親子共用とされる請求項１〜３のいずれかに記載の中折れ式親子シールド。
【請求項１】
大口径の前胴内に小口径の前胴を発進可能に、かつ、発進方向後方に延出して設ける一方、大口径の後胴内に小口径の後胴を発進可能に設け、これら小口径の前胴と後胴とを中折れ自在に連結し、上記大口径の後胴に推進ジャッキを、小口径の前胴の外周を囲むように前方に延出して設けた中折れ式親子シールドであって、上記推進ジャッキのうち、少なくとも一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなることを特徴とする中折れ式親子シールド。
【請求項２】
請求項１記載の中折れ式親子シールドにおいて、上記推進ジャッキのうち、一部の推進ジャッキが複数段に伸縮するジャッキからなると共に軸方向挿入型のキーセグメントを受け入れるように前方に位置をずらして設けられ、他の推進ジャッキが、単段に伸縮するジャッキからなると共に上記複数段に伸縮するジャッキより上記キーセグメントの受け入れ代の分だけ後方に位置して設けられることを特徴とする中折れ式親子シールド。
【請求項３】
上記大口径の後胴には、上記推進ジャッキを収容すべく前方に延出する延出部が形成される請求項１又は２記載の中折れ式親子シールド。
【請求項４】
上記大口径の前胴と後胴とは、前後に離間して配置され、上記小口径の前胴と後胴とを連結する中折れ機構が、親子共用とされる請求項１〜３のいずれかに記載の中折れ式親子シールド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８１１０（Ｐ２００８−８１１０Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８２０７０（Ｐ２００６−１８２０７０）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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